什么是晶闸管-SCR？晶闸管符号、工作原理和类型等基础知识

描述什么是晶闸管或可控硅整流器的总结或概述，SCR，提供晶闸管电路符号、晶闸管工作原理和类型等的详细信息，以及晶闸管控制的实现方式。

有时已知的晶闸管或可控硅整流器（SCR）在许多方面似乎是不寻常的电子元器件，但它们对于控制电源电路特别有用。

因此，这些电子元器件用于许多功率控制应用，通常在电流和电压水平相对较高的情况下。晶闸管还可用于低功率应用，包括光控制，以及电源保护和许多其他应用。晶闸管使用简单，价格便宜，是许多电路的理想选择。

晶闸管的想法并不新鲜。该设备的想法最初是由晶体管的发明者之一William Shockley于1950年提出的。虽然几年后其他人对该设备进行了一些调查，但直到20世纪60年代初它们才可以使用。在引入晶闸管之后，它们很快成为电源电路的流行。

什么是晶闸管？

晶闸管可以被认为是相当不寻常的电子元器件形式，因为它由四层不同掺杂的硅组成，而不是传统的双极晶体管的三层。传统的晶体管可能具有pnp或npn结构，其电极称为集电极，基极和发射极，晶闸管具有pnpn结构，外层的电极称为阳极（n型）和阴极（p型） ）。SCR的控制端子被称为栅极，并且它连接到邻接阴极层的p型层。


晶闸管通常由硅制成，但理论上可以使用其他类型的半导体。使用硅作为晶闸管的第一个原因是硅是其整体性能的理想选择。它能够处理高功率应用所需的电压和电流。此外，它具有良好的热性能。第二个主要原因是硅技术已经很成熟，并且它被广泛用于各种半导体电子元器件。因此，半导体制造商使用它非常便宜且容易。

晶闸管应用

晶闸管或可控硅整流器，SCR用于许多电子领域，它们可用于各种不同的应用。下面列出了一些比较常见的应用程序：

• 交流电源控制（包括灯，电机等）。

• 交流电源切换。

• 用于电源的过压保护撬棍。

• 相角触发控制器中的控制元件。

• 在照相闪光灯内，它们用作通过闪光灯释放存储电压的开关，然后在所需时间将其切断。

晶闸管能够切换高压并承受反向电压，因此非常适合开关应用，特别是在交流情况下。

晶闸管发现

晶闸管的想法最初由Shockley于1950年描述。它被称为具有pn钩 - 集电极的双极晶体管。Ebers在1952年进一步分析了该操作的机制。

然后在1956年，Moll研究了晶闸管的开关机制。开发工作仍在继续，人们对该设备的了解越来越多，以至于第一款可控硅整流器在20世纪60年代初开始出现，它开始在电源开关中获得显着的普及。

当GE推出他们的设备时，他们使用术语可控硅整流器或SCR，因为它只在一个方向上进行并且是可控的。他们使用SCR作为其产品的商标。

晶闸管符号和基础知识

晶闸管或可控硅整流器，SCR是具有许多不寻常特性的器件。它有三个端子：阳极，阴极和栅极，反射热电子阀/真空管技术。可以预期，栅极是控制端子，而主电流在阳极和阴极之间流动。

从下面所示的电路符号可以想象，该器件是“单向器件”，为其提供了可控硅整流器的GE名称。因此，当设备与AC一起使用时，它最多只能进行一半的循环。

在操作中，晶闸管或SCR最初不会导通。它需要一定水平的电流才能在门中流动以“触发”它。一旦点火，晶闸管将保持导通，直到阳极和阴极两端的电压被消除 - 这显然发生在晶闸管导通的半周期结束时。由于整流器动作，下一个半周期将被阻止。然后，它将需要门电路中的电流再次触发SCR。

用于电路图或电路的可控硅整流器，SCR或晶闸管符号旨在强调其整流器特性，同时还显示控制栅极。结果，晶闸管符号显示传统的二极管符号，控制栅极进入结点附近。

关于晶闸管电路和设计的注意事项：

晶闸管或SCR具有以下特性：当栅极接收触发电流时，它触发晶闸管使电流流动，直到阳极和阴极之间的电压被移除。这使得晶闸管能够切换高电压和电流，尽管它仅在周期的一半以上。电路可以调暗灯光，控制电机并通常切换高压和电流。

晶闸管规格

为了为任何电路选择正确的晶闸管器件，有必要研究数据表并确保器件具有适合所需电路或应用的特性。

晶闸管是相当独特的电子元器件，它们的规格和数据表参数与更广泛使用的晶体管和FET等不同。

其他类型的晶闸管或SCR

晶闸管有许多不同类型 - 这些是基本元件的变体，但它们提供了不同的功能，可以在各种情况下使用，并且可能对某些电路有用。

• 反向导通晶闸管，RCT： 虽然晶闸管通常阻止反向电流，但有一种形式称为反向导通晶闸管，它有一个集成的反向二极管以反向传导，尽管在这个方向上没有控制。

在反向导通晶闸管内，器件本身和二极管不会同时导通。这意味着它们不会同时产生热量。因此，它们可以集成在一起并冷却。

RCT可用于需要反向或续流二极管的地方。反向导通晶闸管通常用于变频器和逆变器。

• 栅极辅助关断晶闸管，GATT： GATT用于需要快速关断的情况。为了有助于该过程，有时可以施加负栅极电压。除了降低阳极阴极电压。该反向栅极电压有助于排出存储在n型基极区域上的少数载流子，并且确保栅极 - 阴极结不被正向偏置。

GATT的结构类似于标准晶闸管的结构，除了窄阴极条通常用于使栅极具有更多控制，因为它更接近阴极的中心。

• 栅极关断晶闸管，GTO： GTO有时也称为栅极关断开关。该器件在晶闸管系列中是不常见的，因为它可以通过简单地向栅极施加负电压来关闭 - 不需要去除阳极阴极电压。请参阅本系列的更多页面，更全面地描述GTO。

• 非对称晶闸管： 该器件用于晶闸管看不到反向电压的电路中，因此不需要整流器功能。因此，可以使第二结（通常称为J2）更薄。得到的n基极区域提供减小的V on以及改善的导通时间和关闭时间。

晶闸管广泛用于模拟电子设备的许多领域。晶闸管电路可用于许多电源应用，因为这些电子元器件非常容易切换高电流。除此之外，这些电子元器件非常便宜并且可以广泛使用。